通信系统故障对电力系统实时负荷控制影响的量化评价方法

随着广域测量技术的发展,通信系统和电力网络的同步拓展使得两者之间的交互影响更为复杂。首先,提出了通信系统故障影响研究框架,并分析了电力通信业务失效对电网可观性和可控性的影响;然后,针对采用最优负荷减载算法的电力系统实时负荷控制业务,提出了通信中断故障影响的评估方法,该方法采用故障后负荷控制代价评价监控设备和通信链路故障对电网的影响;算例结果表明了所提方法的合理性和有效性。     

新型电力系统失步广域控制技术研发

针对传统解列控制技术在解决复杂失步振荡问题时的局限性,研究了基于广域测量系统监测大电网失步过程的方法,开发了失步断面拓扑分析算法、基于Prony和聚类分析的机群振荡模式在线辨识方法、基于电网稳定特性的功角失稳预测方法,提出了失步广域控制策略,在此基础上开发了失步广域控制系统。介绍了失步广域控制系统的结构,分析了广域紧急控制系统的延时要求。基于实时仿真技术构建了失步控制的测试系统,以四川电网为例模拟各种电网故障,对系统进行了闭环控制测试。试验证明所开发的失步广域控制系统能够准确定位失步断面,快速预测电网失步机群,及时完成断面级解列控制,控制效果满足大电网断面级失步控制要求。     

基于分区域广域继电保护系统的故障识别算法

随着电网的日趋扩大化与复杂化,基于广域多点信息的广域继电保护系统在向工程实际化转变的过程中越来越受到通信水平的制约。基于广域继电保护系统有限性的思想,对复杂结构的电网进行有序的区域划分,并将故障的识别与保护的动作在各个区域内完成,减小了对通信系统的压力。针对已划分的保护区域,提出了基于故障方向信息比较原理的区域故障识别算法,利用故障时方向元件判别的故障方向,经简单的运算,判断故障的位置。以IEEE10机39节点系统为例,对保护区域进行了划分,并对其中一个保护区域内的故障情况进行了仿真验证,其结果验证了故障识别算法的可行性。     

多层次的广域保护控制体系架构研究与实践

从功能配置、系统结构、内部数据的交互方式、与外部系统的协同模式、通信组网方案等多个角度进行研究,提出了包含站域层、区域电网层、广域电网层的多层次广域保护控制体系架构。针对不同层级电网关注的问题,提出了不同层级电网的保护控制功能配置方案。按照数据分类、分层处理的原则,给出了广域保护控制系统内各设备之间的数据交互方式,提出了广域保护控制系统与调度监控系统之间的交互模式。结合广域保护控制系统结构,给出了包括区域保护控制通信网络、广域保护控制通信网络的两层组网方案。所述广域保护控制体系架构中的区域保护控制系统已经在实际电网中实现了工程应用,相关技术的可行性与合理性得到了实践验证,为后续的广域保护控制技术研究与应用提供借鉴。     

基于数据源共享的广域智能保护及控制系统研究与应用

基于“分层、分区、就地控制”系统方案,构建了一种多层次的广域智能保护与控制系统。提出了基于协调世界时的时间同步方法和同步相量测量技术,实现了区域内各站间信息的精准时间同步和实时交互。提出的广域电流差动保护和综合方向保护相结合的保护方法、广域自适应备用电源自动投切技术和智能集合式站域保护,实现了区域电网多端多元件的故障智能判断、系统决策及电网的自愈控制。在贵州都匀和六盘水两个区域电网的成功应用,证明了所研发系统的实用性和可靠性。     

分区域广域继电保护的系统结构与故障识别

为促进广域继电保护（wide area protection,WAP）从原理性探索向工程可实现应用性转化,提出分区域广域继电保护的系统结构和故障识别算法,构建了较为明确的保护体系。基于有限广域保护的特点,提出将广域电网划分为类蜂窝结构的分区域系统实现继电保护,并结合集中式和分布式系统结构的优点,提出了更加适合区域电网的分布集中式广域继电保护系统结构。基于智能电子设备（intelligent electronic device,IED）、子站处理单元（sub-station processing unit,ssPu）和区域集中决策中心（regional centralized decision center,RCDC）的3层系统结构通过相互通信实现保护区域的故障判断,同时,在通信系统中断时各层结构又具有独立决策的功能,提高了广域继电保护系统的可靠性。在建立系统层间互助机制的基础上,提出了区域距离保护,系统通过不同信息域的简单逻辑计算实现故障元件识别,可满足广域继电保护的选择性和快速性要求。用鄂东220kV电网系统模型验证了广域保护系统的有效性。     

基于RTDS的广域保护与控制通用测试系统

随着大范围停电事故的频繁发生和智能电网技术的发展,基于广域同步信息的保护与控制成为研究的热点.如何对广域保护与控制系统的配置、算法等进行测试验证,保证其能安全、可靠地应用于实际电力系统,已成为亟待解决的难题.提出一套面向广域保护与控制系统的通用动态测试方案,讨论建立该动态测试系统的关键技术,并给出实现方法.该广域保护与控制测试系统具有通用性,开放了必要的程序接口,在实现一个典型广域后备保护系统的基础上,只需重新配置主、子站的程序和连接关系,即可对新的广域保护与控制系统进行动态测试.     

智能电网层次化广域保护系统的关键技术研究

高效、可靠的通信方法是促进广域保护通信服务和电力安全的根本,目前,现有的广域保护系统通信在实时性和可靠性方面研究仍然不足。针对这一问题,基于现有的广域保护研究,研究了智能电网层次化广域保护系统的通信网络建设问题,把智能变电站作为节点划分广域保护系统。智能电网保护控制以广域测量的实时数据作为研究对象,并仿真分析智能电网层次化保护体系的网络性能,研究工作为我国智能电网的发展提供参考和借鉴。     

基于网络控制系统的电力系统广域闭环控制

为实现基于广域测量系统的实时广域闭环控制,将网络控制系统用于电力系统广域闭环控制中,针对通信网络的影响,引入同步授时以实现同步控制及闭环时延补偿。根据实际情况提出了应用于贵州电网的基于网络控制系统的广域闭环控制架构,介绍了该架构的设备选型及功能,以及控制下行通道的通信协议,最后搭建了贵州电网RTDS等值模型,对控制系统进行了硬件闭环测试。算例分析表明该架构能正确计算控制规律,可有效实现广域网络闭环控制。     

基于多Agent的广域电流差动保护系统

提出了一种基于多Agent的广域电流差动保护系统,借助专家系统实现电流差动丰、后备保护区的动态在线划分,然后通过各保护Agent间的配合协调实现对整个电网的主、后备电流差动保护。制订了差动保护主后备保护区划分专家系统的知识表示方式和保护区搜索策略,提出了各保护Agent间配合协调的行为规则和通信方式,对该保护系统的通信系统进行了仿真分析,并提出了通信中断等故障时防止差动保护误动的预防性自愈合措施。     

安全稳定控制系统在新疆南部电网的应用

新疆南部电网安全稳定控制系统由安装在30个厂站的稳定控制装置组成,覆盖巴州、阿克苏、喀什、和田地区。当新疆南部区域电网联络线或主力机组发生故障时,采取解列、切负荷措施,防止大面积停电,保证新疆南部电网的安全稳定运行。文中通过对新疆南部电网安全稳定控制系统的研究,提出了适合于该类型电网的稳定控制系统结构、实现方式、新原理、新判据。该系统多次在电网故障中正确动作,确保了电网的稳定运行。     

城市配电网广域控制保护技术应用研究

针对城市配电网发展对保护控制方面的要求以及现有继电保护系统存在的不足,将广域控制保护技术推广至配电领域。首先介绍了配电网广域控制保护系统的系统构成和性能特点,结合智能变电站技术,建立了广域控制保护的协调机制。最后以深圳前海20 kV配网为例对该广域控制保护方案进行了仿真验证,同时对推广配网广域保护控制技术的可行性进行了分析。     

广域型保护控制设备分布式协同测试技术研究与应用

安全稳定控制系统、广域保护等区域电网保护控制系统是保障电网稳定运行的重要手段。由于传统测试方法难以于装设现场实现广域型保护控制设备动态性能测试,因此,提出了基于实时仿真的分布式协同测试方法。通过融合全数字实时仿真装置(ADPSS)、电力调度数据网、基于GPS/BDS的卫星对时系统以及规约转换等多种技术,研究分布式协同测试主站、数据接口装置以及测试终端等关键部件,深入分析了协同测试的工程应用流程。以新疆某地区电网外送功率断面安全稳定控制系统为例,完成现场远程联调测试,验证异地多台保护控制装置运行的动态性能。     

基于RTDS与QualNet的电网和通信网半实物联合仿真系统

在智能电网和能源互联网中,通信的中断、延时和误码等因素会对电网安全稳定造成影响,因此有必要研究通信系统和电力系统的交互作用,而半实物仿真技术是研究其交互影响的有效手段。在对支撑电网稳控业务的同步数字体系(SDH)通信网络的特点和动态特性分析的基础上,提出了基于实时数字仿真器(RTDS)与QualNet的电网和通信网半实物联合仿真系统的整体框架,并开发了可以实现电力二次控制设备和通信SDH设备实物接入的电网和通信网半实物联合仿真系统,用于研究通信对电网稳控系统的影响。最后,对联合仿真系统的固有延时进行了测试,证明了其可靠性,并以华东频率协控系统闭环仿真为算例,利用该联合仿真系统验证了通信通道误码率增大对稳定控制装置功能和控制效果的影响。     

WAMS通信业务的系统有效性建模与仿真

广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)作为现代电力系统及未来智能电网的重要组成部分,其自身的可靠性至关重要,而WAMS通信业务的有效性直接影响着系统功能的实现。参照现有WAMS通信网的结构,建立了以子站相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)通信模块、区域通信网、区域相量数据集中器(phasor data center,PDC)、骨干通信网为组件的WAMS通信网物理模型;借鉴基于全网业务性能平均值的通信网可靠性测度的研究理论,提出了融合网络通道、传输时延和数据可靠性3个特性指标的单一业务有效性的逻辑模型;根据WAMS数据业务的应用需求和汇集型通信的特点,基于可靠性串联模型给出了同一时标下所有通信业务同时有效的系统有效性指标及其计算公式;探讨了基于系统有效性的元件重要度的分析方法。对IEEE 14节点WAMS系统进行蒙特卡罗仿真,得出了该系统通信业务的系统有效性和系统元件重要度排序。     

基于广域网和多智能体的自适应协调保护系统的研究

介绍了一个基于广域网和多智能体的自适应协调保护系统(MAWBACPS)。系统利用IP广域网实现电网广域信息的实时交换;利用多Agent系统在解决分布式在线问题的合作求解能力,实现保护之间动作的协调。提出了尽力自适应的协调保护新思想以及线路电流后备保护的网络化自适应整定的新方法。论文还介绍了MAWBACPS的结构、通信机制、协调控制策略以及相关的智能体设计。基于上述思想和方法研制了仿真系统,仿真试验结果表明:自适应定值计算所需的时间可以被控制在允许的范围内,从而在一般情况下均可实现电网后备保护的自适应协调动作。     

智能配电网广域测控系统及其保护控制应用技术

分布式电源的大量接入以及对供电质量、运行效率要求的提高,使得配电网的保护控制面临新的挑战。传统的基于集中与就地控制方式的保护控制技术,分别存在响应速度慢与利用信息有限、功能不完善的问题。文中提出建立基于对等通信网络的广域测控系统,同时支持基于主站的集中控制和在智能终端上实现的就地与分布式智能控制方式,为配电网监测与保护控制应用提供开放式的统一支撑平台,在此基础上实现了分布式电源并网控制、广域保护、快速故障隔离和恢复供电、小电流接地故障自愈等新型保护控制技术。随着研究的深入与技术的不断完善,将形成完整的广域测控系统及其保护控制应用技术体系,为智能配电网建设提供可靠的二次技术支撑。     

基于改进动态故障树的电力系统广域保护通信系统 可靠性分析方法

针对广域保护系统对通信网络实时性和可靠性的高要求,提出了一种将动态故障树和蒙特卡洛算法相结合的广域保护通信系统可靠性分析方法。利用扩展的动态故障树建立了系统模型,并采用序贯蒙特卡洛方法对系统的可靠性进行分析计算。通过仿真对系统的可靠性和薄弱环节等进行分析。仿真结果表明,所提出的可靠性分析方法模型简单、适用性强,能够快速发现影响系统可靠性的因素,便于快速诊断和维护,提高了整个网络的可靠性。